Ежегодно в рамках программы ITMO Fellowship and Professorship в Университет ИТМО приезжают успешные ученые из разных стран, чтобы реализовать свои проекты в Санкт-Петербурге. Одна из них – индийская исследовательница Ананья Дас, специализирующаяся в области изучения оптических свойств углеродных точек. Корреспондент ITMO.NEWS связался с ней и узнал, какой проект она реализует в России, как она коротает время на карантине, а также чем ее впечатлил город на Неве.
Расскажите немного о себе: где Вы родились, где получили образование?
Я приехала из Индии, родилась и выросла в городе Калькутта, где и ходила в школу. После этого я получила степень бакалавра в колледже Barrackpore Rastraguru Surendranath College, а затем магистерскую степень в Президентском колледже - оба они находятся в ведении Университета Калькутты (University of Calcutta). После этого я решила заняться исследовательской работой и присоединилась к Индийскому институту научного образования и исследований в Калькутте (IISER Kolkata), где провела около шести лет. Там же я получила PhD по химии. После этого я стала искать место за границей для того, чтобы занять позицию постдока. Таким образом я и оказалась здесь, в России.
Почему вы решили заняться наукой и в особенности химией?
Здесь надо начать еще с раннего детства. Когда я была совсем маленькой и ходила в детский сад, мне хотелось стать учителем, ведь тогда у меня не было ни малейшего представления о том, что такое исследовательская работа. Далее в школе я полюбила точные науки. Наша система образования предусматривает, что до 10 класса вы учите все предметы – физику, языки, географию, историю. Мне больше всего нравилась математика. Мне было очень комфортно при изучении естественных наук – ведь они очень логичные, тебе надо просто логично отвечать на поставленный вопрос, и ты получишь высший балл. В других предметах, таких как история или язык, все иначе – надо было писать страницы за страницами – это немного пугало.
После 10 класса, а в Индии мы учимся в школе 12 лет, ты можешь выбрать любое направление образования, и я выбрала естественные науки. Там, в частности, предусмотрены практически занятия в лаборатории – по химии и по физике. Занятия по химии меня очень впечатлили – что-то постоянно происходило прямо у меня на глазах. Я видела, как бесцветный раствор вдруг становится розовым, я видела, во время огненного теста пламя становилось то красным, то желтым, то синим, то зеленым. Все это подтолкнуло меня к тому, чтобы в колледже также изучать химию. Впрочем, тогда, окончив 12 классов, я еще не думала, что стану ученым.
Это понимание пришло в колледже, где работало много удивительных преподавателей, которые делились своим опытом исследовательской работы. Они рассказали о том, из чего она состоит, какая у нее цель, что это вообще такое. Тогда я поняла, что хочу заниматься именно этим. Тем более, что мне было очень комфортно в лаборатории – проводить опыты, использовать оборудование, все это меня вдохновляет.
Об углеродных точках
Чему были посвящены ваши исследования в Индии?
После магистратуры я сдала специальный экзамен, необходимый для того, чтобы заниматься научной работой. После этого меня ждало собеседование в IISER. Пройдя его, я обратилась к списку факультетов и лабораторий, чтобы найти то подразделение, которое больше всего соответствовало моей специализации – физическая химия.
Меня больше всего привлекла спектроскопия, изучение оптических свойств материалов. Поэтому я остановила свой выбор на лаборатории, в которой проводились работы в этом направлении. Я выбрала лабораторию под руководством профессора Прасуна Кумара Мандаля, это была новая лаборатория, и мне казалось, что у здесь будут новые подходы, так оно и было. Это была совершенно особенная лаборатория, которая называлась лабораторией Спектроскопии одиночных частиц. В Индии всего несколько таких – одна из них наша.
Студенты помогали руководителю лаборатории, мы работали на новейшем оборудовании, изучали такие материалы как квантовые и углеродные точки, а также их оптические свойства. Моя работа была посвящена как раз углеродным точкам - когда я начала с ними работать, был очень обсуждаемым вопрос, он, кстати, до сих пор вызывает споры, какова природа фотолюминисцентных свойств углеродных точек? Почему они излучают свет? Ученые до сих пор работают над решением этой загадки. Именно поиском ответа на этот вопрос я и занималась.
А чем нам поможет знание ответа на этот вопрос?
Если мы знаем происхождение фотолюминисценции, мы можем контролировать ее свойства. В наноматериалах оптические свойства зависят от структуры, размера, морфологии - если мы не знаем структуру, как мы можем контролировать материал и получать нужные свойства. Как мы можем получить излучающую голубым углеродную точку, или красным или другим цветом? Мы должны знать структуру – что мы можем изменить, чтобы получить нужные свойства излучения от синего до зеленого, от желтого до красного.
А как можно использовать эти знания?
Углеродные точки имеют большое количество применений, ведь у них много преимуществ. Их легко синтезировать, они дешевые, нам не нужно дорогого и сложного оборудования, они очень стабильны, они куда менее токсичны, чем, к примеру, квантовые точки. В квантовых точках мы используем тяжелые металлы, а в углеродных точках – нет. Нам нужны углерод, кислород, водород, а они биосовместимы. Поэтому углеродные точки можно использовать в живых клетках. Я присутствовала при эксперименте, когда углеродные точки внедряли в клетку и клетка не погибала.
Кроме того, углеродные точки можно использовать в фотовольтаике, их можно использовать при производстве диодов. Однако я пока занималась только синтезом этих материалов и изучением оптических свойств. Сейчас моя цель – заняться как раз применением этого материала в реальных условиях, именно поэтому я здесь, в Петербурге.
В Университете ИТМО
Как вы узнали о программе ITMO Fellowship?
Я знаю профессора Андрея Рогача, руководящего здесь проектом. Я оправила ему по электронной почте письмо, написала там, что хотела бы присоединиться к его исследовательской группе. Он предложил мне обратиться в Университет ИТМО, с которым он работает. Он рекомендовал представить предложение по углеродным точкам и отправить его в вуз. Я последовала его совету – и вот в октябре я приехала сюда.
Какие впечатления у вас от Университета ИТМО?
Это определенно очень хороший университет. Для меня самая важная вещь – это лаборатория, атмосфера в ней зависит о то того, насколько вы можете работать в ней без стресса. Здесь это именно так, мне по-настоящему нравятся мои коллеги, они всегда готовы помочь, показать, как работать с новым для меня оборудованием. Ведь здесь много устройств, с которыми я не работала в Индии и мне нужно было его освоить как можно быстрее – коллеги мне в этом помогли. Так что, да – атмосфера тут очень хорошая.
Чему именно посвящен тот проект, который вы реализуете в Университете ИТМО?
Сейчас я сконцентрирована на прикладной работе – мой руководитель здесь посоветовал мне обратить внимание на возможности применения углеродных точек в солнечной энергетике. В Индии я не занималась ничем, что связано с реальным применением углеродных точек в промышленности, инженерии. Я надеюсь, что как раз здесь мне это удастся.
Однако перед тем, как заниматься применением, надо сначала синтезировать материал, изучить его оптические свойства. Именно на этом этапе я сейчас и нахожусь – все критически затормозил коронавирус. Мне пришлось провести в комнате два месяца! Но я надеюсь, что с этого месяца снова смогу работать в лаборатории, где займусь практикоориентированной работой.
А какие конечные цели этого исследования?
В основном мое исследование связано с углеродными точками, излучающими красным. Работы об этих точках довольно редки, в отличие от статей о точках, излучающих синим – таких публикаций довольно много. Чтобы делать устройства на основе углеродных точек, нам нужные материалы, излучающие во всех цветах видимого спектра.
Поэтому у меня две цели – первая синтезировать углеродные точки, излучающие красным, а вторая – с помощью них повысить с их помощью эффективность солнечных батарей.
О Санкт-Петербурге
Как долго вы планируете пробыть в Петербурге?
Сейчас у меня однолетний контракт, но его можно продлить до трех лет. По окончании этого года я должна представить отчет, и комиссия будет решать – могу ли я претендовать на продление контракта. Я очень надеюсь, что я смогу.
Как вам Санкт-Петербург?
О, я приехала сюда из очень населенного города, Калькутты. Первая вещь, которая сразу понравилась мне – город менее населен, это очень здорово. Здесь меньше проблем с экологией и прекрасная система транспорта! Здесь, заходя в автобус, спускаясь в метро, я могу найти свободное место. В Калькутте, поверьте мне, вы нормально даже не встанете в автобусе! И загрязнение воздуха там очень сильное.
Что касается климата, то я приехала в октябре, ближе к зимнему сезону, и я впервые в жизни увидела лед на дорогах! А вот летним сезоном я искренне наслаждаюсь.
А у вас успели появиться любимые места в городе?
У меня был план – я решила для себя, что зимой все равно посмотреть город толком не удастся, поэтому я сфокусируюсь на работе, а летом изучу Санкт-Петербург. Но из-за пандемии я провела последние два месяца у себя в комнате. И все же если у меня будет возможность остаться в Петербурге, я надеюсь, что смогу познакомиться с городом получше.
Когда начался коронавирусный кризис, вы думали уехать на родину?
Нет, я связалась с консульством и сказала – я остаюсь здесь в безопасности, в Санкт-Петербурге.
А что вы делаете в самоизоляции?
До апреля я ходила в лабораторию, делала работу, получала результаты. Затем, последние два месяца, я анализировала данные, связывалась с профессором Рогачом и другими коллегами. Мы обсуждали наши результаты, я начала готовить статью для публикации – этим я и занималась. Только иногда я отвлекалась, чтобы посмотреть фильмы, послушать музыку или приготовить еду.
